10. Белые чугуны. Получение, классификация по структуре, применение.

Чугун – сплав железа с углеродом с содержанием углерода более 2,14%.

Белый чугун – в нём весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (Fe₃C). Белым чугун называют по виду излома – кристаллический, блестящий.

Получение

Исходными материалами являются железные руды, топливо и флюсы. Топливом служит кокс – продукт сухой перегонки коксующихся каменных углей.

Флюсы (плавни) служат для понижения температуры плавления пустой породы и перевода её и золы топлива в шлак. В качестве флюса используют известняки, доломиты, песчаники и др.

Чугун выплавляют в доменных печах объёмом до 5000 м³. В нижнюю часть печи подают под давлением горячий воздух для поддержание процесса горения топлива (лучше подавать кислород). Температура в печи – 900-1900°C.

Расплавленный чугун и шлак периодически выпускают через чугунную и шлаковую латки.

Качество чугунов зависит от подготовки шихты, её дробления и тщательной промывки, сортировки и обогащения железной руды.

В результате доменной плавки могут быть получены

• Передельные (белые) чугуны – 80-90%

• Литейные (серые) – 8-18%

• Ферросплавы – 2-3%

По структуре подразделяют:

• Доэвтектический (C=2,14-4,3%) – П+Ц+Л

• Эвтектический (C=4,3%) - Л

• Заэвтектический (C > 4,3%) – Л+Ц

Белые чугуны имеют большую твёрдость, хрупкие, используются для переплавки в сталь или другие чугуны.

11. Серые чугуны. Получение, виды, применение.

Чугун – сплав железа с углеродом с содержанием углерода более 2,14%.

В серых чугунах углерод находится в частично связанном, частично свободном состоянии в форме графита.

Получение

Исходными материалами являются железные руды, топливо и флюсы. Топливом служит кокс – продукт сухой перегонки коксующихся каменных углей.

Флюсы (плавни) служат для понижения температуры плавления пустой породы и перевода её и золы топлива в шлак. В качестве флюса используют известняки, доломиты, песчаники и др.

Чугун выплавляют в доменных печах объёмом до 5000 м³. В нижнюю часть печи подают под давлением горячий воздух для поддержание процесса горения топлива (лучше подавать кислород). Температура в печи – 900-1900°C.

Расплавленный чугун и шлак периодически выпускают через чугунную и шлаковую латки.

Качество чугунов зависит от подготовки шихты, её дробления и тщательной промывки, сортировки и обогащения железной руды.

В результате доменной плавки могут быть получены

• Передельные (белые) чугуны – 80-90%

• Литейные (серые) – 8-18%

• Ферросплавы – 2-3%

Виды

По структуре металлической основы серые чугуны подразделяются:

• Перлитный (п+г), C – 0,8%

• Ферритно-перлитный (ф+п+г), C<0,8%

• Ферритный (ф+г), углерод в виде графита.

Применение

Отливают элементы конструкций, хорошо работающих на сжатие. Колонны, опорные подушки, отопительные батареи, трубы, плиты, поршни двигателей и др. детали.

12. Маркировка сталей и чугунов. Маркировка сталей

Углеродистые стали обыкновенного качества в зависимости от гарантируемых свойств объединены в группы А, Б, В.

По группе А стали поставляют с гарантированными механическими свойствами, но без указания химического состава; по группе Б – химическими, но механические свойства не гарантируются; по группе В – с теми и другими одновременно.

В маркировке этих сталей указывается сочетание букв «Ст» с цифрой от 0 до 6, указывающей номер марки, а не среднее содержание углерода в ней. Далее приводится степень раскисления:

• «сп» – спокойная

• «пс» – полуспокойная

• «кп» – кипящая.

Пример: ВСт5пс, АСт3сп и БСт1кп.

При обозначении марок стали может быть указан также метод производства (М – мартеновский, Б – бессемеровский, К – кислородно-конвертерный). В группе А индекс М часто опускается. При отсутствии индексов кп, пс, сп имеется в виду сталь спокойная.

Для сталей обыкновенного качества, кроме Ст0, справедлива следующая формула по определению углерода: С (%) ≈ 0,07 х номер марки.

Пример: СтЗ - содержание C ≈ 0,07 х 3 ≈ 0,21 % (фактически 0,14 – 0,22 %).

Если стали производят с повышенным (0,80 – 1,1 %) содержанием марганца, в маркировке будет указываться буква «Г»: Ст3Гпс, Ст5Гпс.

Стали углеродистые качественные

Их поставляют с гарантированным химическим составом и механическими свойствами.

• 08 … 20 кп, пс

• 25 … 80

Цифры — среднее содержание углерода в сотых долях %.

Инструментальные качественные углеродистые стали

У7, У8, … , У13 цифра — содержание углерода в десятых долях %

Высококачественные (низкое содержание серы и фосфора)

У7А, У8А и т.д.

Маркировка легированных сталей

Ж », «Х» или «Е» - нержавеющей, хромистой или магнитной группы. «Я» - нержавеющая хромоникелевая группа. «Ш» и «Р» шарикоподшипниковые и быстрорежущие инструментальные. «А» или «Ш» в конце - высококачественные особо высококачественные.

15ХСНД – содержание хрома, кремния, никеля и меди менее 1,5%; C-0,15%.

10Х18Н9Ш – особовысококачественная, С-0,1%; Cr — 18%; Ni — 9%;

Маркировка серых чугунов

Сч-10 – серый чугун, временное сопротивление при растяжении 10 кгс/мм²

Маркировка высокопрочных чугунов

Вч35-22 – высокопрочный чугун, 35 кгс/мм², 22% относительное удлинение.

Маркировка ковких чугунов

Кч30-6 – ковкий чугун, 300 МПа временное сопротивление при растяжении, 6 – относительное удлинение (%).